一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器制造技术

本发明专利技术涉及一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器，包括喷雾腔，喷雾腔侧部设有雾化凹板，雾化凹板上设有连通喷雾腔的阵列结构孔，雾化凹板外侧设有喷液凸板，喷液凸板上设有用于输入液态工质的阵列喷液孔，阵列喷液孔与阵列结构孔对应布置，阵列结构孔与阵列喷液孔的纵截面均向喷雾腔方向逐渐缩小，阵列喷液孔朝阵列结构孔方向突出并伸进阵列结构孔内，阵列喷液孔与阵列结构孔之间设有用于输入高压气体的喷气狭缝，喷气狭缝、阵列喷液孔和阵列结构孔交汇处形成气液混合腔。采用气体雾化实现喷雾效果，产生的喷雾粒径极小，能充分利用液态工质的相变潜热，喷雾流速极快，雾化可控性好，冲击力更足，雾化及冷却效果更好。更好。更好。

【技术实现步骤摘要】
一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器


[0001]本专利技术属于服务器散热
，具体涉及一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器。

技术介绍

[0002]随着信息技术的蓬勃发展，数据中心的规模和能耗持续增加，服务器的功率密度不断攀升，而刀片式服务器专门为高密度计算机而设计，相比机架式服务器和塔式服务器单位面积发热量更为严重，高功率所导致的散热问题更为突出，所以，对刀片式服务器进行高效散热，使电子元器件维持在最佳工作温度是非常必要的。
[0003]然而，传统刀片式服务器的散热方式为风冷或间接接触式液冷，风冷散热噪音大且无法满足高功率下的散热需求，间接接触式液冷占用机箱内部空间大、冷却液需求量大且有漏液风险，无法满足刀片式服务器高集成度和安全性的要求。
[0004]喷雾冷却技术是一种相变冷却技术，具有工质需求量少以及散热性能好等优点。传统的喷雾冷却装置的冷却形式包括采用液态工质的压力雾化冷却和采用外混式气体虹吸雾化的喷雾冷却。刀片式服务器的内腔为喷雾腔，喷雾腔内安装有各种电子元器件，如cpu、内存条、硬盘等，通过雾化模块喷出细密的液滴喷雾，冲击喷雾腔内电子元器件的发热面，能有效满足大面积高效散热的要求，降低发热元件工作温度并延长使用寿命。
[0005]然而，安装有上述喷雾冷却装置的高功率刀片式服务器存在以下技术问题：
[0006]采用液态工质的压力雾化冷却，喷出的液滴粒径较大，无法充分利用液态工质的相变潜热，难以获得满意的雾化和冷却效果；而采用外混式气体虹吸雾化的喷雾冷却，根据虹吸原理，液体一般是低速流动的，因此其雾化可控性不好，冲击力不足，雾化和冷却的效果不佳，难以满足高功率刀片式服务器的散热要求；并且电子元器件被喷雾冷却表面形成较厚的液膜，使热量传输过程由液/气相变转为池沸腾状态，降低喷雾冷却性能。
[0007]因此，有必要研发一种具有更好的雾化和冷却效果的高功率刀片式服务器。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器，能喷出均匀细密的喷雾，充分利用液态工质的相变潜热，雾化可控性好，冲击力足，具有良好的雾化和冷却效果。
[0009]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器，包括喷雾腔，喷雾腔侧部设有雾化凹板，雾化凹板上设有连通喷雾腔的阵列结构孔，雾化凹板外侧设有喷液凸板，喷液凸板上设有用于输入液态工质的阵列喷液孔，阵列喷液孔与阵列结构孔对应布置，阵列结构孔与阵列喷液孔的纵截面均向喷雾腔方向逐渐缩小，阵列喷液孔朝阵列结构孔方向突出并伸进阵列结构孔内，阵列喷液孔与阵列结构孔之间设有用于输入高压气体的喷气狭缝，喷气狭缝、阵列喷液孔和阵列结构孔交汇处形成气液混合腔。
[0011]进一步，雾化凹板靠近喷雾腔的一侧设有阵列喷雾孔，阵列喷雾孔与阵列结构孔对应设置且互相连通，阵列喷雾孔的孔径小于与之相对应的阵列结构孔和阵列喷液孔的孔径。
[0012]进一步，阵列喷雾孔具有多种形状和喷射角度。
[0013]进一步，雾化凹板与喷液凸板之间设有储气腔，储气腔连通于喷气狭缝；阵列喷液孔的高度大于储气腔的厚度，并且小于储气腔厚度与阵列结构孔的高度之和。
[0014]进一步，喷气狭缝的厚度小于储气腔的厚度。
[0015]进一步，喷液凸板一侧设有储液板，储液板设有用以供应液态工质的储液腔和进液流道，储液腔分别与阵列喷液孔和进液流道连接，储液腔内设有缓冲斜坡，缓冲斜坡沿进液方向高度逐渐变大。
[0016]进一步，喷雾腔顶部设有朝下吹气的吹气组件，喷雾腔底部设有出口管道。
[0017]进一步，吹气组件包括导流装置和用于输入高压气体的气体腔，导流装置设于气体腔下方，用于将气体腔中的高压气体导流至喷雾腔。
[0018]进一步，导流装置为具有阵列式蜂窝直通孔结构的蜂窝板。
[0019]进一步，气体腔连通于喷气狭缝。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]液态工质从喷液凸板上的阵列喷液孔输入，高压气体从雾化凹板与喷液凸板之间的喷气狭缝输入，由于阵列结构孔与阵列喷液孔的纵截面均向喷雾腔方向逐渐缩小，因此阵列结构孔与阵列喷液孔均具有流体加速功能，液态工质沿着阵列喷液孔流动时以及高压气体从喷气狭缝进入阵列结构孔并沿着阵列结构孔流动时速度逐渐增大，有利于液态工质和高压气体的充分混合。当液态工质和高压气体在气液混合腔相交汇时，利用高压气体的射流扩散撕裂作用和射流撞击的气液强烈摩擦作用，产生了非常均匀和细密的喷雾，高压气体驱使喷雾从阵列结构孔强力地喷向喷雾腔里的各种电子元器件，大大提升了冷却速度，增强了冷却效果。并利用具有阵列式蜂窝直通孔结构的蜂窝板将喷雾装置提供的紊乱高压气源变为平稳均匀的平行流，向喷雾腔以及电子元器件表面吹气，有效地减薄电子元器件表面液膜，以及促进换热后的气相工质排出服务器外，加快冷却循环。本专利技术采用气体雾化实现喷雾效果，产生的喷雾粒径极小，在喷雾冷却时，能充分利用液态工质的相变潜热，而且喷雾流速极快，雾化可控性好，冲击力更足，雾化及冷却效果更好，能够满足高功率刀片式服务器的散热要求，并且具有阵列式蜂窝直通孔结构的导流装置能够极其有效地将紊流转变为平稳的平行流，提高喷雾冷却效果。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例的纵向剖面结构示意图；
[0024]图3是本专利技术实施例的储液板的结构示意图；
[0025]图4是本专利技术实施例的喷液凸板的结构示意图；
[0026]图5是本专利技术实施例的雾化凹板的正面结构示意图；
[0027]图6是本专利技术实施例的雾化凹板的背面结构示意图；
[0028]图7是本专利技术实施例的刀片式服务器模块的结构示意图；
[0029]图8是本专利技术实施例的吹气组件的结构示意图。
[0030]图中：
[0031]1‑
阵列式雾化模块；
[0032]11
‑
储液板，111
‑
储液腔、112
‑
缓冲斜坡，113
‑
进液流道；
[0033]12
‑
喷液凸板，121
‑
阵列喷液孔；
[0034]13
‑
雾化凹板；
[0035]131
‑
储气腔，132
‑
阵列结构孔，1321
‑
喷气狭缝，1322
‑
气液混合腔；
[0036]133
‑
阵列喷雾孔；
[0037]134
‑
出气口；
[0038]135
‑
进气流道；
[0039]2‑
刀片式服务器模块；
[0040]21
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器，其特征在于：包括喷雾腔，喷雾腔侧部设有雾化凹板，雾化凹板上设有连通喷雾腔的阵列结构孔，雾化凹板外侧设有喷液凸板，喷液凸板上设有用于输入液态工质的阵列喷液孔，阵列喷液孔与阵列结构孔对应布置，阵列结构孔与阵列喷液孔的纵截面均向喷雾腔方向逐渐缩小，阵列喷液孔朝阵列结构孔方向突出并伸进阵列结构孔内，阵列喷液孔与阵列结构孔之间设有用于输入高压气体的喷气狭缝，喷气狭缝、阵列喷液孔和阵列结构孔交汇处形成气液混合腔。2.按照权利要求1所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器，其特征在于：雾化凹板靠近喷雾腔的一侧设有阵列喷雾孔，阵列喷雾孔与阵列结构孔对应设置且互相连通，阵列喷雾孔的孔径小于与之相对应的阵列结构孔和阵列喷液孔的孔径。3.按照权利要求2所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器，其特征在于：阵列喷雾孔具有多种形状和喷射角度。4.按照权利要求1所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器，其特征在于：雾化凹板与喷液凸板之间设有储气腔，储气腔连通于喷气狭缝；阵列喷液孔的高度大于储气腔的厚度，并且小...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘敏强，黄家宽，李超，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：